Academic literature on the topic 'Peptide chélateur de métaux'

La bioévaluation de l'état de santé des fonds meubles dépend des conditions expérimentales du traitement des échantillons de sédiment conduisant à l'obtention de la phase aqueuse sur laquelle sont effectuées les analyses chimiques et toxicologiques. Au cours de cette étude préliminaire nous avons considéré l'action de ces principales conditions ; nous constatons que l'effet inhibiteur d'un sédiment vis-à-vis de la croissance à court terme de la micro-algue Selenastrum capricornutum Printz n'est pas aisément levé, que ce soit par lessivages successifs du sédiment, par filtration plus fine de l'eau extraite à partir de ce dernier ou par autoclavage préalable de ce même sédiment, il peut l'être par contre après biodégradation. Cette étude expérimentale a permis de comparer entre eux les pouvoirs inhibiteurs des fonds meubles de la Seine (région parisienne). On note qu'il n'y a pas de corrélation entre les teneurs en métaux lourds souvent importantes des eaux issues des sédiments (Pb 70, Cu 100, Cr 150, Cd 9, Ni 280, Zn 400 µg.L-1) et le développement des algues : les polluants métalliques sont masqués par le pouvoir chélateur de ces biotopes riches en substances organiques. Une conclusion à cette étude préliminaire est que l'analyse chimique des sédiments, utilisée seule, n'a qu'un intérêt limité : les données les plus fiables correspondent à celles fournies par les bioessais.

Actuellement, la découverte de nouvelles biomolécules est primordiale pour diverses applications industrielles. Les peptides produits par hydrolyse de protéines végétales ou animales, présentent un intérêt en raison de leurs bioactivités potentielles. Certains peptides, par leur capacité à complexer le fer(II), peuvent inhiber les phénomènes d’oxydation. À ce jour, la découverte de nouvelles molécules bioactives est généralement basée sur des approches empiriques longues, et fastidieuses. Par conséquent, il est important de développer de nouvelles méthodes de criblage très sensibles avant de mettre en place un procédé de séparation sélectif de ces peptides d’intérêt présents en mélange. L’objectif de cette thèse est donc de (1) développer des méthodes de criblage à haute sensibilité pour identifier la présence de ces peptides chélateurs de métaux (PCMs) dans les hydrolysats, produits en laboratoire, avant d’entreprendre une phase séparative chronophage et (2) d’étudier leurs activités antioxydantes, à l’aide de tests biochimiques et cellulaires. Dans une première approche, ces PCM ont été criblés dans les hydrolysats de protéines de soja en utilisant une approche par Résonance Plasmonique de Surface (SPR). Cette technique permet de déterminer une constante d’affinité entre un peptide et un ion métallique immobilisé sur une micro-puce à l’échelle moléculaire. Elle est utilisé ici pour étudier différents hydrolysats et ainsi cribler la meilleure condition d'hydrolyse pour produire des PCMs. Avec ce même objectif, la dynamique moléculaire à résolution temporelle (switchSENSEⓇ) constitue une seconde approche basée sur un biocapteur et un suivi de fluorescence. Cette technologie est basée sur le mouvement électrique d'ADN, présents en surface de microélectrodes, sur lesquels sont immobilisés des ions métalliques immobilisés. Lorsqu’un peptide forme un complexe peptide-métal, cela entraîne une variation du signal de fluorescence mesuré. Cette méthode a d'abord été mise en place sur des PCMs de synthèse modèles, puis appliquée sur des hydrolysats de protéines de soja et Tilapia. Elle s’avère d’une très grande sensibilité pour détecter la présence de PCMs dans des hydrolysats. L'intérêt biologique d'explorer l'activité chélatrice de métaux dans ces hydrolysats est d'évaluer leur pouvoir antioxydant in cellulo. Ces peptides pourraient être prometteurs pour l'inhibition de la ferroptose en chélatant l'excès d'ion fer et ainsi contribuer à la prévention de la mort cellulaire dans plusieurs maladies dont l'athérosclérose (AS). Nous avons voulu développer un modèle de ferroptose (induction et sauvetage) sur des cellules musculaires aortiques humaines pour imiter la ferroptose qui se produit pendant le développement de l'AS. Le modèle de ferroptose a été développé en trois étapes en prenant en considération trois paramètres essentiels tels que la concentration des inducteurs de ferroptose (Erastin et ions ferriques), le temps et le milieu d'incubation. À chaque étape, 2 biomarqueurs, à savoir la concentration intracellulaire de GSH et la peroxydation lipidique, ont été suivis par les méthodes NDA et TBARS, respectivement. Enfin, le modèle de ferroptose a été validé lors d'une incubation de 10 µM d'Erastin et 50 µM d'ions ferriques pendant 1 nuit dans un milieu complet dilué 2 fois. L'Erastin a réussi à bloquer le système Xc- conduisant à la déplétion de la cystéine intracellulaire nécessaire à la synthèse du GSH. L'ajout d'ions ferriques a accéléré les réactions oxydatives, produisant des espèces réactives qui ont attaqué les membranes lipidiques des cellules et provoqué une peroxydation lipidique. Le sauvetage du modèle de ferroptose a été validé en utilisant des chélateurs de métaux tels que le DFO et le DFr, qui sont également des contrôles de l'activité des MCP. Seul la DFr à 150 µM a été capable d'inhiber la peroxydation lipidique provoquée par l'Erastin et l'ion ferrique
Currently, the discovery of new biomolecules is essential for various industrial applications. Peptides produced by hydrolysis of plant or animal proteins are of interest because of their potential bioactivities. Some peptides, by their ability to complex iron(II), can inhibit and slow down oxidation phenomena. To date, the discovery of new bioactive molecules is generally based on long and fastidious empirical approaches, involving large quantities of solvents, harmful to the environment. Therefore, it is important to develop new and highly sensitive screening methods before implementing a selective separation process of these peptides of interest present in mixture. The objective of this thesis is therefore to (i) develop highly sensitive screening methods to identify the presence of these metal chelating peptides (MCPs) in hydrolysates, produced in the laboratory, before undertaking a time-consuming separation phase and (2) to study their antioxidant activities, using biochemical and cellular assays. In the first approach, time-resolved molecular dynamics (switchSENSE) was first implemented on model peptides capable of complexing metals and then applied to non-filtrated soy and tilapia protein hydrolysates. It has proven to be very sensitive for detecting the presence of MCPs in peptide hydrolysates. This technology is based on the electrical movement of DNA strands, present on the surface of gold microelectrodes, on which are immobilized metal ions. When a peptide has an affinity for an immobilized metal ion and thus forms a peptide-metal complex, this results in a variation of the measured fluorescence signal. On the other hand, MCPs were screened in ultrafiltrated soy and pea protein hydrolysates using Surface Plasmon Resonance (SPR). This advanced technique, allows to determine an affinity constant between a peptide and a metal ion immobilized on a microchip at the molecular scale. It is used here in an original way to study different hydrolysates and thus screen the best hydrolysis condition to produce MCPs. The biological interest in exploring metal-chelating activity in these hydrolysates is to evaluate their antioxidant power in cellulo. These peptides could be promising for ferroptosis inhibition by chelating excess iron ions and thus contribute to the prevention of cell death in several diseases including Atherosclerosis (AS). We aimed to develop a ferroptosis model (induction and rescuing) on human aortic smooth muscle cells to mimic ferroptosis happening during AS development. The ferroptosis model was developed in three steps taking into consideration three essential parameters such as the concentration of ferroptosis inducers (Erastin and ferric ions), the time and the medium of incubation. At each step, 2 biomarkers i.e. intracellular concentration of GSH and lipid peroxidation were followed by NDA and TBARS methods, respectively. The rescue of the ferroptosis model was validated using metal chelators such as DFO and DFr, which are also control molecule regarding MCP activity

Les ions métalliques ZnII, CuII et FeIII interagissent avec le peptide b-amyloïde (Ab) dans la maladie d'Alzheimer. Ils participent à la précipitation d'A_ et à sa toxicité via la production d'H2O2. Une stratégie thérapeutique consiste à chélater ces ions métalliques par des ligands hétérocycliques reliés de façon covalente afin d'augmenter leur affinité pour ces ions. Parmi eux, la Cyclo-bi-Phen diminue les plaques amyloïdes de souris transgéniques modélisant la maladie d'Alzheimer. Une nouvelle série a été établie à partir du clioquinol, un ligand quinoléine actif in vitro et in vivo. Plus de 20 dérivés polyquinoléine ont été synthétisés et possèdent une forte affinité pour ZnII et CuII. Des tests in vitro sur Ab en présence d'ions métalliques ont révélé qu'ils inhibent la précipitation d'Ab et la production d'H2O2 par ces systèmes.

Les peptides chélateurs de métaux (PCMs), issus d'hydrolysats de protéines, présentent diverses applications dans les domaines de la nutrition, de la pharmacie, des cosmétiques, etc. Cependant, l'approche empirique généralement utilisée pour découvrir des peptides bioactifs à partir d'hydrolysats est longue et coûteuse en raison de nombreuses étapes de fractionnement, de séparation et d'évaluation des activités biologiques. Cette thèse a donc pour but de développer une nouvelle approche pour la prédiction de la séparation des PCMs en utilisant la modélisation et la simulation chromatographiques basées sur l'analogie entre la chromatographie d'affinité sur ions métalliques immobilisés (IMAC) et la résonance plasmonique de surface (SPR). Pour la première fois, l'analogie SPR-IMAC a été étudiée expérimentalement sur 22 peptides et 70% d'entre eux ont validé cette analogie, puisque les peptides bien retenus en IMAC étaient également dotés d'une bonne affinité pour Ni2+ en SPR. Dans un deuxième temps, des peptides ayant une forte affinité pour Ni2+ (c'est-à-dire une faible constante de dissociation KD en SPR et un temps de rétention élevé en IMAC) ont été utilisés pour étudier la simulation des profils de concentration de peptides à la sortie de la colonne en IMAC. La connaissance des isothermes d'adsorption étant nécessaire pour effectuer la simulation, il a fallu développer une méthodologie pour prédire les paramètres de l'isotherme de Langmuir en IMAC à partir des données SPR. La simulation a été évaluée en comparant les temps de rétention expérimentaux et simulés qui devraient être proches pour une prédiction fiable. Par conséquent, plusieurs approches ont été étudiées pour déterminer les paramètres de sorption de Langmuir. L‘approche la plus intéressante a introduit un facteur correctif sur la capacité d'adsorption maximale qmax seulement. En effet, l'affinité des peptides pour le Ni2+ immobilisé étant supposée constante quelle que soit technologie utilisée (SPR vs. IMAC), la constante d'affinité KA n'a pas été modifiée. Parallèlement, les applications industrielles des PCMs et des hydrolysats peptidiques ont été étudiées. Tout d'abord, des hydrolysats de protéines de pois ont été produits par protéolyse enzymatique soit avec l'Alcalase® suivi de la Flavourzyme® (Alc+Flav≤1kDa), soit par la Protamex® suivi de la Flavourzyme® (Prot+Flav≤1kDa). La technologie SwitchSENSE® a mis en évidence la présence de peptides chélateurs de Ni2+ et les tests antioxydants ont montré que l'hydrolysat Prot+Flav≤1kDa avait une activité antiradicalaire et un pouvoir réducteur plus élevés, liés à son degré d'hydrolyse plus élevé et à la quantité de peptides de petite taille. Les hydrolysats de protéines de pois et les PCMs ont ensuite été étudiés pour leur capacité à inhiber l'oxydation des lipides dans les émulsions. Ils ont ralenti l'oxydation des lipides par chélation des métaux pro-oxydants (tels que Fe2+) en réduisant les produits d'oxydation primaires et secondaires, responsables de la détérioration des produits contenant des lipides. Ainsi, les hydrolysats de pois et les PCMs pourraient être utilisés comme antioxydants dans les produits alimentaires et cosmétiques, comme alternatives aux produits chimiques tels que l'EDTA, le BHT et le TBHQ
Metal-Chelating Peptides (MCPs), from protein hydrolysates, present various applications in nutrition, pharmacy, cosmetic etc. Yet, the empirical approach generally used to discover bioactive peptides from hydrolysates is time consuming and expensive due to many steps of fractionation, separation and biological activities evaluation. Thus, this PhD aimed to develop a novel approach for MCPs separation prediction using chromatography modelling and simulation based on the analogy between Immobilized Metal ion Affinity Chromatography (IMAC) and Surface Plasmon Resonance (SPR). For the first time, the SPR-IMAC analogy was experimentally investigated on 22 peptides and 70% of them validated this analogy, since peptides well retained in IMAC were also endowed with a good affinity for Ni2+ in SPR. In the second time, peptides with high affinity for Ni2+ (i.e low dissociation constant KD in SPR and a high retention time in IMAC) were used to study the modelling and simulation of peptide concentration profiles at the column outlet in IMAC. Since knowledge of adsorption isotherms was required to perform simulation, it was necessary to develop a methodology for predicting Langmuir isotherm parameters in IMAC from SPR data. The validity of simulation was evaluated by comparing experimental and simulated retention times that should be close for reliable prediction. Therefore, several approaches were evaluated to determine Langmuir sorption parameters, the most interesting one introduces a correction factor on the maximum adsorption capacity qmax alone, assuming that the affinity of peptides for immobilized Ni2+ did not change depending on the technology used (SPR vs. IMAC), thus affinity constant KA was not modified. Meanwhile, industrial application of MCPs and hydrolysates were studied. First, pea protein hydrolysates were produced by either Alcalase® followed by Flavourzyme® (Alc+Flav≤1kDa) or Protamex® followed by Flavourzyme® (Prot+Flav≤1kDa). SwitchSENSE® technology evidences the presence of Ni2+ chelating peptides and antioxidants tests showed that Prot+Flav≤1kDa has higher radical scavenging and reducing power, related to its higher degree of hydrolysis and small-size peptides quantity. Secondly, pea hydrolysates and MCPs were investigated for their ability to inhibit the lipid oxidation in emulsions. They slowed down lipid oxidation through chelation of prooxidant (metals such as Fe2+) reducing primary and secondary oxidation products responsible of deterioration of lipid containing products. Thus, pea hydrolysates and MCPs could be used as antioxidants in food and cosmetic products, as alternative to chemicals such as EDTA, BHT and TBHQ

Face au besoin croissant de nouvelles molécules bioactives d’origine naturelle, les coproduits de l’industrie alimentaire et de transformation d’agroressources constituent une ressource stratégique à exploiter. En effet, l’hydrolyse enzymatique de protéines végétales ou animales permet de générer une grande variété de séquences peptidiques avec des propriétés biologiques potentielles : antihypertensive, antithrombotique, anticancéreuse, opioïde, antimicrobienne. Malgré le potentiel bioactif de certains peptides, leur présence incertaine et leur faible concentration au sein d’un hydrolysat protéique (mélange complexe constitué d’une dizaine à parfois plus d’une centaine de peptides) limitent leur purification et leur exploitation. Aussi, les peptides bioactifs pourraient être criblés préalablement à toute phase séparative afin de n’engager l’étape de séparation qu’en cas d’activité avérée. Le pouvoir antioxydant est un terme générique qui regroupe divers mécanismes chimiques tels que l’activité anti-radicalaire, l’inhibition de la peroxydation des lipides, ou encore la chélation de métaux. En chélatant les métaux de transition naturellement présents in vivo (fer, cuivre), les peptides chélateurs pourraient être utilisés comme antioxydants indirects et agir ainsi contre le stress oxydant. L’objectif principal de cette thèse est de développer des méthodes originales de criblage à haut débit des peptides chélateurs de fer présents dans des hydrolysats peptidiques. A terme, ces méthodes pourraient être appliquées à tous types de mélanges peptidiques complexes. La première approche développée met en œuvre la chromatographie d'affinité pour ions métalliques immobilisés (IMAC). Cette technique est incontournable pour purifier des peptides chélateurs de métaux au sein des hydrolysats. Grâce à la spécificité d’interaction entre un métal donné – immobilisé sur la phase stationnaire IMAC – et des motifs complexants déterminés, il est possible d’identifier sélectivement les composés chélateurs présents dans des mélanges complexes. Notre objectif étant de parvenir à une détection rapide de ces molécules d’intérêt, nous avons réalisé un couplage en ligne avec la spectrométrie de masse (MS). La deuxième stratégie consiste à évaluer la formation des complexes fer-peptide en solution. Dans ce cas, tous les sites accepteurs d’électrons du métal sont accessibles (au contraire de la technique IMAC qui présente un biais potentiel de ce point de vue) et, d’autre part, les conditions de solubilisation peuvent simuler le milieu visé (i.e. le milieu intracellulaire). Par ailleurs, l’observation de la forme complexée avec le fer (FeII ou FeIII) fournit une preuve directe et irréfutable de la capacité de chélation d’un peptide. Ainsi, la mise en évidence d’un peptide chélateur peut être réalisée par détection concomitante de sa forme libre (peptide seul) et de sa forme complexée (fer-peptide). Dans cette approche, la spectrométrie de masse – de par sa sensibilité et sa spécificité – est une technique de choix pour réaliser le criblage souhaité. Après avoir été testés sur des peptides des synthèse (sous forme pure et en mélange), les deux protocoles ont été appliqués à un hydrolysat protéique réel. Les résultats préliminaires obtenus sont prometteurs et permettent d'envisager, à court terme, le criblage automatisé de divers hydrolysats réels, pour la recherche de peptides chélateurs du fer(II) et du fer(III)
Faced with the growing need for new bioactive compounds of natural origin, by-products from the agro-food industry and the processing of agro-resources constitute a strategic resource to be exploited. In fact, the enzymatic hydrolysis of plant or animal proteins makes it possible to generate a wide variety of peptide sequences with potential biological properties: antihypertensive, antithrombotic, anticancer, opioid, antimicrobial. Despite the bioactive potential of certain peptides, their uncertain presence and their low concentration in a protein hydrolysate (a complex mixture sometimes made up of more than a hundred peptides) limit their purification and use. Also, bioactive peptides could be screened before their purification in order to initiate the separation step only if activity is proven. Antioxidant power is a generic term which groups together various chemical mechanisms such as anti-free radical activity, inhibition of lipid peroxidation, or even metal chelation. By chelating the transition metals naturally present in vivo (iron, copper), the chelating peptides could be used as indirect antioxidants and thus act against oxidative stress. The main objective of this PhD thesis is to develop original methods for high throughput screening of iron-chelating peptides present in protein hydrolysates. Ultimately, these methods could be applied to all types of complex peptide mixtures. The first approach is based on immobilized metal affinity chromatography (IMAC). IMAC is a reference technique for purifying metal-chelating peptides in hydrolysates. Thanks to the specificity of interaction between a given metal – immobilized on the stationary phase IMAC – and determined complexing groups, it is possible to selectively identify the chelators present in complex mixtures. Our objective being to achieve a rapid detection of these molecules of interest, we carried out an on-line coupling with mass spectrometry (MS). The second strategy consists of evaluating the formation of iron-peptide complexes in solution. In this case, all the electron acceptor sites of the metal are accessible (unlike the IMAC technique which presents a potential bias from this point of view) and, on the other hand, the solubilization conditions can simulate the target medium (i.e. the intracellular medium). In addition, the observation of the peptidic form complexed with iron (FeII or FeIII) provides direct and irrefutable proof of the chelating capacity of a peptide. Thus, the identification of a chelating peptide can be carried out by the concomitant detection of its free form (peptide) and of its complexed form (iron-peptide). In this approach, mass spectrometry – thanks to its sensitivity and its specificity - is a technique of choice for carrying out the desired screening. After having been tested on synthetic peptides (pure solutions and mixture), the two protocols were applied to a real protein hydrolysate. The preliminary results are promising and make it possible to envisage, in the short term, the automated screening of various real hydrolysates for the search for iron(II)- and iron(III)-chelating peptides

Le travail de cette thèse porte sur la recherche de nouveaux mimes de superoxyde dismutase (SOD) à base de peptide grâce à une approche par chimie combinatoire. Parallèlement, les voies d’administration du mime Mn1 à des souris ont également été explorées. En effet, le complexe de manganèse II Mn1 a montré des effets anti-inflammatoires intéressants à trois échelles : in vitro, in cellula et sur un modèle souris de colite induite par du DNBS. L’activité du complexe est comparable à celle des meilleurs mimes de SOD décrits dans la littérature sur le modèle cellulaire macrophage et présente l’effet le plus marquant sur le marqueur de l’inflammation IL8 sur un modèle de cellules épithéliales. Par ailleurs, de nouveaux mimes de SOD peptidiques ont été découverts par chimie combinatoire associée à un test de sélection colorimétrique. Un complexe peptidique (OCP1) à base de cuivre II/I a ainsi été trouvé et caractérisé. Les activités anti-superoxyde et antiinflammatoire de ce complexe sur deux modèles cellulaires sont particulièrement probantes et valident l’approche par chimie combinatoire. Un autre mime peptidique (DCP1) à base de manganèse a également été étudié. La structure a progressivement été modifiée jusqu’à obtenir des nanoparticules de silices fonctionnalisées par ce peptide. Le mime de SOD ainsi obtenu montre des activités in vitro
This PhD project is focused on the discovery of new SOD peptidyl mimics by combinatorial chemistry and the study of Mn1 complex delivery to mice. Mn1 is a small manganese II complex that shows great anti-superoxide and anti- inflammatory activities at different scales: in vitro, in cellula and on a mice model of colitis induced by DNBS. The use of MD007 bacteria as protecting bags improved significantly the effect of Mn1 as an anti-inflammatory therapeutic agent. Besides, new SOD mimics have been discovered by a combinatorial approach associated with a gel colorimetric screening. A peptidyl (OCP1) copper complex has been identified and fully characterized. It presents a very interesting activity on two cellular models and proves the efficiency of such combinatorial approach. Another peptidyl (DCP1) complex has been studied with manganese II. The structure has been progressively modified to improve both activity and affinity with the Mn(II). Finally, silica nanoparticles functionalized with the peptide DCP1 were synthesized and show very relevant in vitro activity

Résumé : L’imagerie TEP est une modalité puissante qui permet de suivre d’infimes concentrations de traceurs marqués pour la détection de cancers et d’autres pathologies. Il y a actuellement un intérêt croissant pour le développement de peptides comme outils diagnostiques et de traitement en oncologie. Cet intérêt se justifie entre autres par le fait que les peptides sont tolérants à la présence de chélateurs bifonctionnels ou de groupements prosthétiques pour le marquage avec divers radiométaux (64Cu, T1/2 = 12,7 h, 68Ga, T1/2 = 68 min, etc.) ou le 18F (T1/2 = 109,8 min) sans perte de leur activité biologique. L’objectif des travaux rapportés dans ce document était de développer des outils moléculaires innovateurs et efficaces qui facilitent le marquage de peptides pour l’imagerie TEP. Il s’agit spécifiquement d’un chélateur bifonctionnel et d’une méthode de conjugaison rapide et sélective de groupe prosthétique. Sur un volet, un chélateur bifonctionnel analogue de la lysine avec des ligands méthylhydroxamates a été synthétisé en solution par double bisalkylation. Les résultats préliminaires indiquent une faible chélation avec le Cu(II), mais sont à poursuivre avec les 68Ga et 89Zr. Pour le second volet de radiomarquage au 18F, les procédures synthétiques ont été optimisées en deux étapes, soient le marquage du groupe prothétique et sa conjugaison au peptide. Tout d’abord, des conditions de marquage par une réaction de SNAr en présence de 18F- ont été développées pour donner le groupe prosthétique 18F-thioester nécessaire à la conjugaison. Par la suite, sa conjugaison au peptide par la réaction de ligation chémosélective, ce qui implique trois étapes 1) une transthioestérification favorisée entre les groupements thioester et thiol des segments de peptides; 2) un réarrangement irréversible de l’intermédiaire thioester en N-(oxyalkyl)amide, suivi; 3) du clivage de l’auxiliaire. Par les présents travaux, il a été prouvé que la nouvelle méthodologie en un seul pot réactionnel accélère la réaction et permet le marquage au 18F de peptides non protégés, limitant ainsi les réactions secondaires et le nombre d’étapes après le marquage des peptides. La conjugaison du groupe prothétique à un composé et un peptide modèle se produit en 26-55 min comparativement aux 48 h des conditions originales rapportées. La méthode proposée permet également le marquage de peptides non protégés. Dans le futur, le chélateur bifonctionnel et le groupe prothétique seront conjugués à différents dérivés peptidiques ciblant des récepteurs impliqués dans le cancer et des tests de compétition, de saturation, de biodistribution et d’imagerie µTEP seront effectués.
Abstract : PET is a powerful imaging modality that follows tiny labeled tracer concentrations for the detection of cancer and other pathologies. There currently is a growing interest for the development of peptides as diagnostic and treatment tools in oncology. This interest is justified by the fact that peptides are tolerant to the presence of bifunctionnal chelators or prosthetic groups for labeling with many radiometals (64Cu, T1/2 = 12,7 h, 68Ga, T1/2 = 68 min, etc.) or 18F (T1/2 = 109,8 min), without losing their biological activity. The objective of the work reported in this document was to develop innovative and efficient molecular tools that facilitate peptide labeling for PET imaging. Specifically, they are a bifunctionnal chelator and a fast and selective prosthetic group conjugation method. On the first aspect, a lysine analogue bifunctionnal chelator bearing methylhydroxamate ligands was synthesized in solution through a double bisalkylation. The preliminary results show a weak Cu(II) chelation, but they are to be pushed forward with 68Ga and 89Zr. On the second aspect of 18F radiolabeling, synthetic procedures were optimised for two steps, which are the prosthetic group’s labeling and its conjugation to the peptide. First, the labeling conditions for a SNAr reaction with 18F- were developed, to yield the necessary 18F-thioester prosthetic group. Then, its conjugation to the peptide by the chemical ligation reaction through its three steps 1) a favored transthioesterification between the thioester and thiol peptide segments; 2) an irreversible rearrangement of the thioester intermediate to a N-(oxyalkyl)amide, followed; 3) the auxiliary cleavage. By this work, it has been proven that the new one pot methodology accelerates the reaction and allows the 18F labeling of unprotected peptides, which limits secondary reactions and the number of post peptide labeling steps. The prosthetic group conjugation to both model compound and peptide takes place in 26-55 min, compared to the 48 h initially reported. The proposed method also allows the labeling of unprotected peptides. In the future, the bifunctionnal chelator and the prosthetic group will be conjugated to different peptide derivatives that target cancer implied receptors and competition, saturation, biodistribution and µPET imaging assays will be performed.

La complexation des ions lanthanides(III) par de nouveaux ligands dont la sphère de coordination oxygénée est montée sur une plateforme à base d'unités sucres ou acides aminés est étudiée. Malgré des masses moléculaires relativement faibles, ces complexes induisent des relaxivités élevées inattendues, en particulier à haut champ.
Les ligands ACX et BCX, dérivés acides d'Α- et Β-cyclodextrines modifiées, forment des complexes mono et bimétalliques avec les Ln(III). Les complexes LnACX ou LnBCX ont des affinités similaires à celle de ligands triacides. La structure à l'état solide du complexe bimétallique Lu2ACX montre un enfouissement important des cations à l'intérieur de la cavité. En solution, pour le complexe LnBCX, une seule molécule d'eau est coordonnée au cation, ce qui nous a permis de mettre en évidence une importante contribution de seconde sphère à la relaxivité.
L'étude RMN du ligand peptidique issu de la famille des RAFT a montré qu'il coordonne les Ln(III), avec une affinité similaire à celle de ligands naturels dérivés de la calmoduline.Une étude relaxométrique a également mis en évidence une importante contribution de seconde sphère à la relaxivité.
Pour mieux comprendre les facteurs moléculaires compliqués affectant la relaxivité, nous avons développé de nouvelles méthodes relaxométriques, basées sur des solutés sondes. Ces méthodes permettent d'obtenir la charge d'un complexe, de faibles constantes de formation, des constantes de transmétallation, ainsi que la vitesse de relaxation électronique.